JP2863495B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、電子写
真記録装置に備えられ、転写ローラを用いた転写方式で
像を転写する転写装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真記録装置は像担持体としての感
光体ドラムを備え、この感光体ドラム上に原稿像に対応
する静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置により
現像剤を供給して顕像化したのち、この顕像を転写装置
により用紙に転写させるようになっている。

【０００３】転写装置としては、感光体ドラムに接触す
る転写ローラを備え、この感光体ドラムと転写ローラと
の間に用紙を通過させることにより、用紙を感光体ドラ
ムに圧接させて感光体ドラム上の画像を用紙に転写させ
る転写ローラ式のものが広く知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、感光体ドラムの中心と転写ローラの中心を結
ぶ中心線が用紙の進入方向と直交する状態になるよう
に、転写ローラを配置していたため、感光体ドラムと転
写ローラのニップ幅に対する感光体ドラムの中心角２θ
とすると、感光体ドラムと転写ローラとの間を通過する
用紙はその進入経路に対しほぼθの角度をもって感光体
ドラム側に傾いて進行していく。特に、このような感光
体ドラムへの傾きは、径が３０φ程度以下の感光体ドラ
ムを用いたときに顕著に現れる。

【０００５】このため、転写後における用紙の感光体か
らの剥離性が低下し、特に、薄紙と呼ばれる様な５０ｇ
／ｍ² 以下の用紙では剥離不良によるジャムや画像擦れ
等の問題が発生していた。

【０００６】そこで、本発明は被転写材（用紙）の厚い
薄いに拘らず、像担持体（感光体ドラム）から被転写材
（用紙）を良好に剥離できるようにした転写装置および
画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項１記載のものは、 像担持体に現像
剤像を形成する像形成手段と、前記像担持体に接触して
設けられ、この接触部に向けて搬送される被転写材に前
記像担持体に形成された像を転写させる転写体と、前記
転写体に一定の電流が流れるように転写バイアス電圧を
印加する電圧印加手段とを備え、前記像担持体と前記転
写体との接触幅に対する前記像担持体の中心角を２θと
し、かつ、前記像担持体の中心と前記転写体の中心とを
結んで得られる中心線に対して、前記像担持体と前記転
写体との接触部に進入する前記被転写材が垂直となる場
合を基準とした場合、この基準と同じ方向へ前記被転写
材を搬送させつつ、前記基準と同じく前記像担持体と前
記転写体との接触部手前において前記像担持体及び前記
転写体に被転写材が接触しないように、前記接触部に対
して前記被転写材を進入させ、前記転写体は、前記基準
から前記被転写材の搬送方向上流側に所定距離移動した
ときに得られる前記中心線と、前記基準を構成する時の
中心線とがなす角度θ´がθ＜θ´＜８°の関係を満た
す位置に配置される。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】本発明は像担持体（感光体ドラム）と転写
体（転写ローラ）の接触幅に対する前記像担持体（感光
体ドラム）の中心角を２θとし、前記像担持体（感光体
ドラム）の中心を通り、前記被転写材（用紙）の進入経
路と直交する第１の中心線に対し、前記転写体（転写ロ
ーラ）が被転写材（用紙）の進行方向上流側に所定距離
移動されたときの中心と前記像担持体（感光体ドラム）
の中心を通る第２の中心線が前記第１の中心線となす角
度をθ´としたとき、θ＜θ´＜８°の関係を持たせる
ことにより、被転写材（用紙）の薄い、厚いに拘らず、
良好な剥離性能を得ることができるようにする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す一実施
の形態を参照して説明する。図２は画像形成装置として
のレーザ露光式複写装置を示すものである。図中１は装
置本体で、この装置本体１内の略中央部には、像担持体
としての外径が３０mmの感光体ドラム１０が回転自在に
設けられている。感光体ドラム１０の周囲には、その回
転方向（矢印ａ）に沿って、感光体ドラム１０を所定の
電位に帯電する帯電装置１２、後述するレーザ露光装置
４０により感光体ドラム１０に形成された静電潜像にト
ナーを供給することで現像を行う現像装置１４、この現
像装置１４により感光体ドラム１０に形成されたトナー
像を用紙に転写させる転写装置１６および感光体ドラム
１０の表面に残ったトナーを掻き落とすクリーニング装
置１８、さらに、感光体ドラム１０の表面に残った電荷
を除電する除電装置２０が配置されている。

【００１７】転写装置１６は図示しない定電流発生装置
に接続され、所定の転写バイアスが印加されるようにな
っている。現像装置１４は非磁性部材のトナーＴと非磁
性部材のキャリアＣからなる２成分現像剤Ｄを収容して
おり、外周にて現像剤Ｄを保持しつつ負に帯電されたト
ナーのみを感光体ドラム１０に形成された静電潜像に付
着させる現像ローラ１４ａを有している。現像ローラ１
４ａおよび現像装置１４内のキャリアＣおよびトナーＴ
すなわち現像剤Ｄには、図示しない現像バイアス電圧発
生回路により所定の現像バイアスが印加される。現像ロ
ーラ１４ａは内部に固定され円周方向にＳ極およびＮ極
が適切に配置されたマグネットローラと、このマグネッ
トローラの周囲を矢印ｂ方向に回転する非磁性のスリー
ブから構成されている。このマグネットローラの磁力線
に沿ってスリーブ上にキャリアＣの穂（穂立ち）が形成
され、そこに鏡像力により付着されているトナーＴが感
光体ドラム１０と現像ローラ１４ａとが対向する現像位
置で、現像バイアス電圧と感光体ドラム１０の表面電位
とで形成される電界によりトナーが移動される。

【００１８】転写装置１６は感光体ドラム１０の表面に
形成されたトナー像を被転写体、例えば複写用紙に電気
的に引き寄せるための電流値が印加された転写体として
の転写ローラ１７を有している。転写ローラ１７は図５
に示すように、金属からなるシャフト１７ａの外周面に
ウレタンゴム等の発泡性エラストマーからなる所定の抵
抗値を有する導電ゴム部材１７ｂが接着されており、所
定の外径に整えられている。

【００１９】転写ローラ１７はシャフト１７ａの両端部
から図３および図４に示すように、バネ１７ｃにより感
光体ドラム１０に所定の押圧力により圧接されており、
離間機構を有していない。シャフト１７ａの一端は図示
されない定電流発生装置に接続されており、所定の転写
バイアスが印加される。本実施の形態における転写装置
１６の詳細な説明は後述する。

【００２０】クリーニング装置１８は、一辺が感光体ド
ラム１０に圧接され感光体ドラム１０の表面に残った未
転写トナーを掻き落とすクリーニングブレード１８ａ
と、このクリーニングブレード１８ａにより掻き落とさ
れたトナーＴを感光体ドラム１０の回転軸方向に移動さ
せるオーガ１８ｂから構成される。

【００２１】クリーニング装置１８にて回収されたトナ
ーＴは図示されないトナー回収装置にて集められ、所定
量に達するたびに廃却される。クリーニング装置１８に
てトナーＴが除去された後に感光体ドラム１０に残った
残存電位は除電装置２０により除電される。

【００２２】感光体ドラム１０の上方、すなわち装置本
体１の上部には読み取り対象物、すなわち原稿Ｏが搭載
される原稿ガラス２１が配置され、この原稿ガラス２１
の下方には原稿ガラス２１が載置された原稿Ｏの画像情
報を光の明暗情報として読み取る画像読取部３０が配置
されている。

【００２３】画像読取部３０は第１および第２のキャリ
ッジ３１，３２を移動自在に備えている。第１のキャリ
ッジ３１には原稿Ｏに光を照射する露光ランプ３３、原
稿Ｏから反射される光を反射させる第１の反射ミラー３
４が配設されている。

【００２４】第２のキャリッジ３２には第１の反射ミラ
ー３４から反射される光を所定方向に反射させる第２お
よび第３の反射ミラー３５，３６が配設されている。第
３の反射ミラー３６によって反射される光の光路中には
レンズ３７およびレンズ３７を通過した光を受光して光
電変換する光電変換素子３８が配設されている。

【００２５】レーザ露光装置４０は、図示しない半導体
レーザ素子から発生されたレーザビームに集束性を与
え、概ね円形の断面形状を有するレーザビームに変換す
る図示されない第１レンズ、この第１レンズを介して円
形の断面形状に変換されたレーザビームを感光体ドラム
１０の軸方向に沿って偏向させるレーザ偏向装置４２、
レーザ偏向装置４２にて偏向されたレーザビームを感光
体ドラム１０の露光の位置ｃに順次結像させるために、
レーザビームの偏向角と感光体ドラム１０上における光
軸からビームが結像されるべき位置までの距離を一致さ
せる結像レンズ４４、結像レンズ４４を通過されたレー
ザビームを感光体ドラム１０の露光位置に案内するミラ
ー４６が設けられている。

【００２６】感光体ドラム１０の右側には、感光体ドラ
ム１０に向かって複写用紙を供給する用紙カセット５２
が着脱可能に配置されている。感光体ドラム１０と用紙
カセット５２の間には、それぞれのカセットに対応して
配置され、それぞれから感光体ドラム１０に向かって搬
出する搬送ローラ５６、搬送ローラ５６から感光体ドラ
ム１０へ向かう用紙の搬送方向に対する用紙の傾きを補
正するとともに、感光体ドラム１０上のトナー像の先端
と用紙の先端を整合させ、感光体ドラム１０における外
周面の移動速度と同じ速度で用紙を給送する一対のアラ
イニングローラ５８が配置されている。

【００２７】また、このアライニングローラ５８の近傍
にはアライニングローラ５８のタイミングを制御するた
めに用紙の先端を検知する図示されないアライニングス
イッチが配置されている。感光体ドラム１０の回転方向
下流に対応する位置には、感光体ドラム１０上に形成さ
れたトナー像が転写され、トナーが静電気的に付着して
いる状態の用紙を搬送する搬送ベルト６０、用紙に転写
されたトナーを加熱／圧着することで用紙に定着させる
定着装置６２およびトナー像が定着された用紙を複写装
置２の外部の排紙トレイへ排出させる一対の排紙ローラ
６４が配置されている。

【００２８】この排紙ローラ６４の近傍には、図示され
ない排紙スイッチが配置されており、この排紙スイッチ
が後端を検知するとこの用紙に対する画像形成動作が完
了したことになる。

【００２９】次に、本発明の実施の形態であるレーザビ
ームプリンタの印字動作について詳細に説明を行う。感
光体ドラム１０は図示されないモータによって１２５ｍ
ｍ／ｓの速度で回転され、同時に帯電装置１２によって
感光体ドラム１０の表面が所定の電位に帯電される。帯
電装置１２はコロナワイヤーとグリッドスクリーンから
構成され、グリッドスクリーンに印加されたグリッドバ
イアス電圧によって適当に調整される。一例を示すと、
グリッドスクリーンにグリッド電圧発生装置から印加さ
れるグリッドバイアス電圧は概ねー６５０ｖで、高電圧
発生回路からの高電圧によりコロナワイヤーを介して感
光体ドラム１０に供給される初期表面電位は概ねー６５
０ｖに設定される。引き続いて、レーザ露光装置４０に
より、感光体ドラム１０の表面に記録すべき画像情報、
すなわち原稿Ｏの画像またはホスト装置から供給される
画像信号に対応した印字信号（画像データ）に対応する
静電潜像が形成される。

【００３０】このようにして形成された静電潜像は、現
像バイアス発生回路により例えばー４００ｖの現像バイ
アス電圧が印加されている現像装置１４の現像ローラ１
４ａから供給されるトナーＴによって現像され、転写装
置１６を介して用紙にトナー像として転写される。

【００３１】転写装置１６は図３〜図５に示すように発
泡性エラストマーからなる転写ローラ１７と転写ローラ
１７を取り付けるホルダー１７ｄおよび感光体ドラム１
０へ所定の押圧力で転写ローラ１６を当接させるための
バネ１７ｃ、感光体ドラム１０からの駆動をもらうため
にギア１９から構成され感光体ドラム１０と等速で回転
している。転写ローラ１７へは転写バイアス発生回路か
ら例えば＋１４μＡの定電流転写バイアスが印加されて
おり、感光体ドラム１０と転写ローラ１７の当接部のニ
ップによりトナーＴは用紙に転写される。用紙に転写さ
れたトナーＴは、用紙とともに感光体ドラム１０の表面
から分離された後、搬送ベルト６０によって定着装置６
２へ搬送され、定着装置６２を介して複写装置２の外部
に配置されている排紙トレイ６６に順次排紙される。

【００３２】用紙にトナー像が転写された後の感光体ド
ラム１０は引き続き回転しクリーニング装置１８を介し
て残存トナーが除去された後、除電装置２０により除電
され、引き続いて次の画像形成に利用される。以上のよ
うにして一連の画像形成が繰り返される。

【００３３】図５は本実施の形態における転写装置１６
に使用される転写ローラ１７の構成を示す断面図であ
る。転写ローラ１７はステンレス等から形成されるシャ
フト１７ａの外周にウレタンゴム等の発泡性エラストマ
ーを接着した円筒状の導電ゴム１７ｂから構成され、導
電ゴム１７ｂは所定の抵抗値に調整されている。

【００３４】本実施の形態ではシャフト１７ａに外径８
ｍｍのステンレス綱（品名：ＳＵＳ３０３）を使用し、
導電ゴムとして導電性の発泡性ウレタンフォームを使用
しており、外径が約１８ｍｍになるように形成してお
り、シャフト１７ａに転写バイアスが印加されるように
なっている。

【００３５】以上のような構成によりシャフト１７ａと
ローラ表面との間の抵抗値が５０ＭΩ、硬度（ＡＳＫＥ
ＲーＣ）が約３０°となる転写ローラが得られている。
図６は感光体ドラム１０と転写ローラ１７の位置関係を
説明する図である。

【００３６】感光体ドラム１０は外径約３０ｍｍ、転写
ローラ１７は外径約１８ｍｍである。感光体ドラム１０
の中心と転写ローラ１７の中心を結んで得られる中心線
に対して転写用紙が垂直に進入してくる場合をオフセッ
ト量０の基準位置とする。

【００３７】これに対して、図１に示すように、転写ロ
ーラ１７を転写用紙の進入する上流側へ転写用紙の進入
経路と平行に移動させる方向を負の方向とし移動させた
距離をオフセット量と定義する。

【００３８】また、図６において、感光体ドラム１０と
転写ローラ１７のニップ幅に対する感光体ドラム１０の
中心角を２θとすると、転写ローラ１７にバイアスを印
加しない場合、オフセット量０の状態で転写用紙は転写
ローラ１７を通過後進入経路に対してほぼθの角度をも
って感光体ドラム１０側に傾き進行していく。

【００３９】実際、本実施の形態でニップ幅が約２．１
ｍｍの時、ニップ幅に対する感光体ドラム１０の中心角
２θは約８°であり、転写ローラ１７にバイアスを印加
しない場合、オフセット量０の状態で転写用紙は転写ロ
ーラ１７を通過後進入経路に対してほぼ４°の角度をも
って、感光体ドラム１０側に傾き、進行して行くのが観
察された。

【００４０】次に、図１において、オフセット量０の場
合の感光体ドラム１０の中心と転写ローラ１７の中心を
通る中心線ｌ0 と、転写ローラ１７をｘmmオフセットさ
せた時の感光体ドラム１０の中心と転写ローラ１７の中
心を通る中心線ｌx のなす角度をオフセット角θ´と定
義する。オフセット量ｘとオフセット角θ´の関係を図
７に示す。

【００４１】ここで、オフセット量ｘを、０，−１，−
２，−３，−４ｍｍと変えた時、θ´はそれぞれ０°，
２．４°，４．８°，７．２°，９．６°となる。５０
ｇ／ｍ² のＡ４サイズの用紙を用いてオフセット角θ´
を変えて用紙の剥離性を評価した。即ち、感光体ドラム
１０と転写ローラ１７の中心を結んで得られる中心線に
対して、感光体ドラム１０と転写ローラ１７との接触部
に進入する用紙が垂直となる場合を基準とした場合、こ
の基準と同じ方向へ用紙を搬送させつつ、基準と同じく
感光体ドラム１０と転写ローラ１７との接触部手前にお
いて感光体ドラム１０と転写ローラ１７に用紙が接触し
ないように、接触部に対して用紙を進入させて用紙の剥
離性を評価する。

【００４２】この時、転写ローラ１７を感光体ドラム１
０へ押圧しているバネ１７ｃの押圧力を変えて転写ロー
ラ１７のニップ幅を変化させてニップ幅中心角２θも変
えて評価を行った。

【００４３】評価結果を図８に示す。横軸に転写ローラ
ニップ幅に対する感光体中心角２θの半分のθ、縦軸に
オフセット角θ´をとり、剥離性をジャム発生をＸとし
て表している。

【００４４】この結果により、θ＜θ´の時５０ｇ／ｍ
² の薄紙の剥離性が良好でθ≧θ´の時、ジャムが発生
してしまうことがわかる。同時に厚紙１５７ｇ／ｍ² を
使用して、転写の評価を行ったがθ´≧１０°の領域で
転写不良が発生してしまった。

【００４５】すなわち、 θ＜θ´＜８° の領域が、薄紙の剥離性、厚紙の転写性の良好領域であ
ることがわかる。

【００４６】図９は感光体ドラム１０の外径が２０mmの
場合における評価結果を示す。感光体ドラム１０の外径
を２０mmの場合にした場合には、感光体ドラム１０の外
径が３０mmの場合よりも良好な剥離性を得ることができ
る範囲が広がる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、像担持体
と転写体との接触幅に対する像担持体の中心角を２θと
し、かつ、像担持体の中心と転写体の中心とを結んで得
られる中心線に対して、像担持体と転写体との接触部に
進入する被転写材が垂直となる場合を基準とした場合、
この基準と同じ方向へ被転写材を搬送させつつ、基準と
同じく像担持体と転写体との接触部手前において像担持
体及び転写体に被転写材が接触しないように、接触部に
対して被転写材を進入させ、転写体は、基準から被転写
材の搬送方向上流側に所定距離移動したときに得られる
中心線と、基準を構成する時の中心線とがなす角度θ´
がθ＜θ´＜８°の関係を満たす位置に配置されるか
ら、被転写材の薄い、厚いに拘らず、良好な転写が可能
になり、画像形成性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である転写ローラの配置
構成を示す図。

【図２】レーザ露光式複写装置を示す全体構成図。

【図３】転写ローラの取付構成を示す正面図。

【図４】転写ローラの取付構成を示す側面図。

【図５】転写ローラを一部破断して示す斜視図。

【図６】感光体ドラムに対する転写ローラの配置状態を
示す図。

【図７】転写ローラのオフセット量とオフセット角との
関係を示すグラフ図。

【図８】外径３０mmの感光体ドラムを使用した場合の用
紙剥離性の良否の範囲を示す図。

【図９】外径２０mmの感光体ドラムを使用した場合の用
紙剥離性の良否の範囲を示す図。

【符号の説明】

１０…感光体ドラム（像担持体） １２…帯電装置 １４…現像装置 １４ａ…現像ローラ １６…転写装置 １７…転写ローラ １７ａ…シャフト １７ｂ…導電ゴム部材 １７ｃ…バネ １８…クリーニング装置 １８ａ…クリーニングブレード １８ｂ…オーガ ２０…除電装置 ２１…原稿ガラス ３０…画像読み取り部 ４０…レーザ露光装置 ４２…レーザ偏向装置 ４４…結像レンズ ５２…用紙カセット ５６ａ，５６ｂ…搬送ローラ ５８…アライニングローラ ６０…搬送ベルト ６２…定着装置 ６４…排紙ローラ ６６…排紙トレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 浩二 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イ ンテリジェントテクノロジ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−269967（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349482（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127458（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−281540（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−3974（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−2346（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−244177（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120868（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4278（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−319308（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−225519（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に現像剤像を形成する像形成手段
   と、 前記像担持体に接触して設けられ、この接触部に向けて
   搬送される被転写材に前記像担持体に形成された像を転
   写させる転写体と、 前記転写体に一定の電流が流れるように転写バイアス電
   圧を印加する電圧印加手段とを備え、 前記像担持体と前記転写体との接触幅に対する前記像担
   持体の中心角を２θとし、かつ、前記像担持体の中心と
   前記転写体の中心とを結んで得られる中心線に対して、
   前記像担持体と前記転写体との接触部に進入する前記被
   転写材が垂直となる場合を基準とした場合、この基準と
   同じ方向へ前記被転写材を搬送させつつ、前記基準と同
   じく前記像担持体と前記転写体との接触部手前において
   前記像担持体及び前記転写体に被転写材が接触しないよ
   うに、前記接触部に対して前記被転写材を進入させ、前
   記転写体は、前記基準から前記被転写材の搬送方向上流
   側に所定距離移動したときに得られる前記中心線と、前
   記基準を構成する時の中心線とがなす角度θ´が、 θ＜θ´＜８°の関係を満たす位置に配置されることを
   特徴とする画像形成装置。